行業物聯網技術發展應用情況

 “十二五”以來，得益于服裝、家紡等產業的快速發展及信息化技術的深度融合，縫制設備的自動化水平不斷提升，基于服裝制造全過程的各類信息技術正被越來越廣地應用到縫機設備制造業中，物聯網與工業縫制行業的深度結合，既是無線傳感網絡的一個實際應用，同時也為工業縫制行業的發展帶來了新的機遇。借助物聯網技術，將原本孤立存在的工業縫制設備，通過無線傳感網絡的方式連接起來，對縫制設備的數據進行實時的采集、上傳、下載，將數據流通過網關系統上傳到后臺系統中，后臺系統對數據進行整體的統計，分析，預測并及時的做出對比分析，為管理者進行分析決策提供必要的參考條件。

目前縫制機械行業已有越來越多的企業開始嘗試將物聯網技術融入新型縫制機械產品及系統的設計制造，由此產生了一批具備自標定、自診斷、自修復等自動化、智能化功能縫制機械工業物聯網制造系統及相關終端產品，國內國際間新一輪基于物聯網技術的應用競爭已經展開，行業逐步由機電一體化向智能化方向快速邁進。

根據中國縫制機械協會聯合中國服裝協會等協會及部分專業院所的調研結果，目前國內外有數十家企業已著手在此方面的開發，部分企業如南通明興公司、上海威士公司、蘇州TP公司等已有成熟產品在市場應用，2014年，全行業融合物聯網技術的新型縫制設備總產值約為5億元，約占行業總產值的0.8%。

 

典型產品研發及應用

根據各企業產品功能特點，目前行業物聯網技術應用可分以下幾種：

（1）基于網絡數據庫的服裝柔性生產系統

基本原理：通過建立網上服裝系列軟件和產品數據庫，實現網上服裝產品數據+面料數據+軟件設計工具+自動加工集成的網絡在線應用。產品系統包括服裝樣板設計、三維服裝展示、全自動排料等，數據庫包括服裝款式、服裝樣板、服裝面料等。該系統在實際應用時，通常還融入人體在線測試系統，進行智能人體數據采集。

客戶可在互聯網上實時跟蹤所定制服裝的進程，有效安排“試裝”，交貨期的監督，據企業初步統計，通過該系統的應用使服裝加工企業業務能力可以提高200%；直接降低設計人力成本100%以上；產品設計的周期縮短30%以上。

 

（2）基于射頻識別技術（RFID）的智能吊掛輸送系統及智能倉儲系統    

基本原理：射頻識別技術（RFID）是通過無線電訊號對附著在物品上的標簽進行讀取，從而在不與物品建立機械或者光學接觸的條件下，實現自動辨識與追蹤該物品的目的。吊掛系統是將各工作站（車間中用來組合衣料裁片成成衣的縫紉機、中間整理燙臺、上料臺以及中間檢驗臺等）聯系起來的系統。該系統應用了計算機技術、網絡技術、RFID智能控制技術，通過在上位機里設定好的工藝流程，再通過電腦將工藝流程傳送給控制系統的主站控制器，主站控制器利用高速可靠的工業以太網與各從站控制器進行數據交換和實時控制；同時上位機還具有現場監視和數據報表、數據管理功能，通過RFID讀卡器采集每個衣架上的RFID芯片信息，吊掛管理系統將每個衣架的運動軌跡、計數、品質進行統計，據此企業可進行工資核算、生產效率的評定、質量跟蹤。

 

（3）生產系統物料智能配送系統

基本原理：該系統又稱“無人化物料運送系統”，簡稱PDP，PDP系統由車體驅動、導航識別、數據交換、電池能源4大子系統構，系統通過自動導航設別，可實現點對點之間的物料自動無人化傳送，并同步實現物料信息的采集，完成對生產過程中進度管控的數據監控。

 

（4）基于RFID的實時數據采集及生產管理系統 

基本原理：通過采集工廠生產流程、工序的實時數據，將車間現場發生的數據實時收集并傳輸到中央數據庫，形成數據中樞分析中心，為用戶工廠提供完整的信息化管理解決方案，幫助生產管理者獲取實時的生產進度、生產信息、問題預警，實現工廠生產流水持續平衡、效率持續提升、品質持續改善。 

 

 

（5）基于物聯網的智能化工業縫制系統

基本原理：該產品系針對服裝主要生產工藝流程，開發的基于物聯網的服裝在線生產過程控制系統，系統由基于物聯網感知縫紉機運行狀態控制設備、基于RFID的服裝生產線在線監控設備、融合多網絡的物聯網網關設備、智能服裝傳送車控制設備、服裝生產在線監控綜合管理系統5個部分組成。融合了智能傳感技術，嵌入式軟件技術，無線網絡技術，軟件中間件技術等眾多先進數控及IT技術，可實現生產過程智能化的數據采集、數據處理和數據分析；系統同時還具備可用于移動終端的工業APP功能，用戶無通過無線網絡均可以實現對整個工廠的生產運營情況的管控。

 

（6）基于大數據處理的智能制造云平臺

基本原理：以各種傳感技術將智能縫制機械連接入網，形成覆蓋多個組、車間及多個工廠的工業物聯網，在此基礎上，構建服裝工業云平臺，以大數據處理技術、生產資源虛擬化技術等為核心技術，將分散的生產單元連接起來，通過對組、車間的生產過程的大數據分析，在多種調度技術的基礎上，研究滿足實際應用需求的調度技術，優化生產流程，實現不同生產單元之間的數據交互以及制造資源的優化配置。

 

（7）其他產品

目前物聯網技術在智能整燙方面等其他縫制設備類產品方面也有應用，如廣州市立本電器有限公司開發的數字化節能型熨燙用變頻蒸汽發生器智能控制系統，該產品通過物聯網實現智能整燙設備控制器與遠程監控中心之間的數據傳輸與通信，能有效地實現對不同布料、不同工藝，進行智能化熨燙加工。但該產品目前常處于樣機階段，尚未有效應用。

 

發展特點

總體來講，目前全球縫制設備物聯網發展已出現蓬勃發展的趨勢，就技術及應用而言，我國縫制設備行業與全球均同處于起步階段，行業已初步具備了一定的技術、產業和應用基礎，其發展呈現如下特點：

一是行業環境持續優化。國家高度重視物聯網技術的應用和發展，出臺了相應的發展規劃和產業支持政策，行業對物聯網的認知程度日益提升，基于物聯網的產品技術創新正在成為行業關注的熱點。

二是產品研發有效推進。目前全行業有數十家企業已涉足基于物聯網的產品技術研發，行業在智能化縫制終端設備、控制系統、網絡管理、智能計算等領域開展了多年技術攻關，已取得許多成果。基于RFID的吊掛系統、倉儲系統、無人車運輸系統及縫制數據采集系統等產品已基本成熟，具備了大規模產業化的基礎，智能工業縫制系統、服裝柔性生產系統以及面向縫制大數據處理的智能制造云平臺技術等也已基本完成了關鍵技術的研發，逐步向產業化方向推進。

三是產業化應用初見成效，前景廣闊。目前紡織、服裝等下游行業對物聯網類產品需求越來越強，基于無線射頻識別（RFID）技術的縫制設備產品，特別是物料吊掛輸送類產品和實時數據采集及生產管理系統在服裝等下游行業的應用漸趨規模化，2014年國內市場規模接近3-4億元左右。初步估算，全國規模以上紡織、服裝企業中應用RFID類產品（吊掛、數據采集等）的比例已接近5%，部分企業進入智能化、網絡化車間的應用嘗試。

盡管行業物聯網技術在產業發展、技術研發和應用拓展等領域已經取得了一些進展，但我國物聯網發展還存在一系列瓶頸和制約因素。主要表現在以下幾個方面：一是行業缺乏國家層面的整體規劃和支持，企業分散，資源隔離、尚未形成行業合力；二是行業基礎薄弱，技術研發能力有限、高水平綜合型人才極度缺乏，行業整體性解決方案服務能力不強，尚未形成骨干領頭企業及相關產品；三是應用水平較低，品種雖多，但低端同質化現象比較嚴重，市場應用集中于RFID技術的簡單應用，且規模整體偏小，產品升級換代速度較慢。

 

關鍵技術研究推廣方向

1. 智能縫制設備實時控制技術

主要研究運行在智能縫制設備之上的實時嵌入式系統。該實時嵌入式系統負責將智能縫制設備的多個模塊，包括主控制模塊，運動控制模塊，驅動模塊和無線接入模塊，將各模塊劃分不同的運行層級，計算每種任務的優先級、運行時間、周轉時間等實時參數，得出最終的任務調度方案。

2. 物聯網網關多網絡融合技術

主要研究多種協議，多種網絡的融合技術，將高速率的WIFI，以太網和低速率藍牙，RFID的相互融合。該網關設備能夠同時支持ZigBee網絡、RFID設備、3G網絡、藍牙設備，Wi-Fi設備，完成網絡、RFID設備與具備3G網絡或藍牙、Wi-Fi技術顯示終端（如手機）的協議轉換和數據轉發。多網絡融合技術同時還需考慮系統數據傳輸的可靠性，安全性。

3. 智能控制策略和路徑規劃算法研究

通過人工勢場法、模糊邏輯、神經網絡、遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等方法進行物料作業最優輸送路徑規劃，實現對物料輸送裝置的智能控制。

4. 縫制設備異構數據處理技術

通過對網內各種終端信息采集設備的多源異構數據進行預處理，研究并建立傳感器/RFID數據及位置信息的統一數據模型，實現不同類型的傳感器節點或者其他信息采集終端設備所捕獲的信息數據的存儲、處理。

5. 縫制系統海量實時/歷史數據存儲管理技術

借鑒并利用云計算相關技術，充分發揮云計算技術的高可擴展性和高可靠性，完成對不同頻率、實時更新的縫制終端信息采集設備海量實時數據的存儲管理。

6. 縫制工業云平臺構建技術

以各種傳感技術將智能縫制機械連接入網，形成覆蓋組、車間、工廠的工業物聯網，全面提升信息感知的深度與密度，實時監測縫制機械的運行狀態和衣料的傳輸情況。在此基礎上，構建服裝工業云平臺，以大數據處理技術、生產資源虛擬化技術等為核心技術，將分散的生產單元連接起來，實現不同生產單元之間的數據交互以及制造資源的優化配置。同時，通過對組、車間的生產過程的大數據分析，在多種調度技術的基礎上，研究滿足實際應用需求的調度技術，優化生產流程，實現生產的在線平衡，推動制造模式的變革。

 

四、政策建議

（一）積極推進大工信部《物聯網“十二五”發展規劃》及國務院《關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》等宏觀政策的宣貫，依托行業協會，定期組織舉辦由工信部、相關地方政府部門、行業協會、物聯網縫制設備骨干專業企業、紡織服裝等下游用戶企業以及相關研究院所參與的新型縫制設備座談、研討會議及各類專項技術論壇，引導和幫助行業結合自身實際情況，制定縫制行業物聯網技術發展規劃，明確行業發展目標、方向及主要任務。

（二）完善物聯網類新型縫制設備研究及應用產業鏈，建議一是將本報告提出6項關鍵技術列入工信部行業關鍵核心技術目錄，在國家產業政策對物聯網類新型縫制設備發展進行統籌考慮和重點支持；二是在工信部設立的物聯網發展專項資金項目計劃、以及工信部、商務部共同管理的中小企業發展專項資金中設立紡織服裝專用裝備專項（或增列申報目錄），由服裝及縫制機械行業主管司局直接負責組織實施，引導和幫助行業實現重點技術的突破和典型產品的研制應用；三是突出縫制設備作為紡織服裝類基礎裝備的行業地位和作用，將縫制設備納入國家紡織服裝類技術改造項目中進行重點支持，使行業物聯網產業鏈與體系架構之間銜接得更加緊密，形成產業鏈上下游聯動、協調可持續的發展格局。

（四）強化行業創新能力建設，依托縫機骨干企業，引導或推薦企業申報和承擔工信部及國家相關項目，并以此為契機，建立由相關科研院所、典型用戶企業等多方參與的產業聯盟，形成產學研用相結合的行業物聯網技術創新體系及人才培養機制。

（五）加強重點企業的產品應用示范和品牌推薦，建議將典型物聯網類新型縫制設備企業列入工信部重點跟蹤和培養服務企業評選目錄，做好技術成果推廣和轉化。

（六）加強物聯網產品質量保障技術體系建設，指導行業在現有標準制體系基礎上做好針對物聯網類產品標準體系的修訂和完善，建議工信部設立物聯網類標準申報及制修訂的快速通道，盡快形成一批自主研制的國家標準和行業標準，規范行業發展。

 

 

                                                文/中國縫制機械協會